Адсорбционный пограничный слой

Состояние раствора вблизи поверхности кристалла отличается от его состояния вдали от кристалла. Поверхность активно взаимодействует

со всеми компонентами среды, в том числе и с растворителем, переводя их в адсорбированное состояние. Такое состояние отличается пониженной подвижностью частиц, их относительной упорядоченностью под воздействием подложки, что отражается на свойствах раствора в этой области. Так, в пленках воды толщиной 2—3 мкм, зажатых между пластинками слюды, диэлектрическая постоянная ε воды при комнатной температуре равна всего 10. Кроме того, ход ε с изменением частоты наложенного поля оказался подобным ходу ее для льда, что свидетельствует о высокой степени упорядоченности этой пленочной воды.

Растворитель на поверхности кристалла фактически является его сольватной оболочкой с некоторыми особенностями, обязан­ными упорядоченности частиц в кристалле. О большой прочности связи адсорбционных слоев с поверхностью свидетельствует, в частности, то, что энергия адсорбции воды из газовой фазы на поверхности кристаллов хлористого калия при температуре около 0°С составляет 50 кДж/моль. Это существенно больше обычных значений энергии водородной связи.

Слой раствора, в котором проявляется взаимодействие поверх­ности кристалла со средой, называется адсорбционным. Он со­стоит из ближайшего к грани мономолекулярного по толщине хи­мического адсорбционного подслоя, в котором проявляется хими­ческое взаимодействие частиц с поверхностью, и более удаленного физического адсорбционного подслоя, включающего остальную часть поверхностного слоя раствора. В последнем подслое взаимо­действие кристалла со средой проявляется более слабо и посте­пенно затухает по мере удаления от поверхности кристалла. Та­ким образом, здесь имеется полная аналогия с описанными выше ближней и дальней гидратацией отдельных ионов и молекул. При наличии эпитаксиальных соотношений между гранью кристалла-подложки и гранью кристалла-растворителя адсорбционный слой будет сравнительно более прочным, упорядоченность в растворе будет распространяться на большую глубину в объеме жидкости.

Толщина адсорбционного пограничного слоя для разных сред и на разных поверхностях варьирует, достигая значений порядка десятков и сотен молекул.

В. В. Сипягин и др. [1976 г.] связывали упомянутые выше ано­малии скоростей роста с перестройками жидкости не в объеме раствора, а в адсорбционном слое на грани кристалла. Оконча­тельно этот вопрос не решен.